详解显卡供电原理

详解显卡供电原理

测试6800U SLI系统，平台采用某国内知名大厂生产的480W服务器电源。开机、自检、进入桌面、运行软件都没有任何问题，但在3D测试过程中突然黑屏，系统自动重启之后连进入BIOS都花屏，最后发现SLI系统中一块主显卡已经烧毁。或许您认为笔者是危言耸听， 480W的功率应付两块6800U显卡应该没啥问题，但它确实是因电源而烧毁，这

究竟是什么原因呢？

无论CPU还是显示芯片，为了获得更高的性能必须付出相应的代价，那就是功耗。如果显卡供电不足，那么在3D渲染时功耗过大导致电源不堪重负，轻则显卡的性能受制、超频能力受限，重则死机、黑屏、断电甚至烧毁显卡和电源。要了解这些内容，必须从当今主流显卡的供电方案谈起……

AGP供电特点分析——力不从心

AGP（Accelerated Graphics Port）加速图形端口是在PCI图形接口的基础上发展而来的，自1997年问世以来就伴随着显卡进入高速发展阶段，多年来经历了数次版本更新，虽然新一代的接班人PCIE 接口无论从哪个方面来说都具有很大的优势，但是经典的AGP接口依然宝刀未老，即便是顶级显卡也丝毫不敢马虎，为了考虑兼容性“脚踏两条船”的现象非常普遍。

主板AGP8X插槽

显卡AGP8X接口

AGP显卡的供电其实和内存/PCI扩展卡相同，都是从金手指的部分针脚处取电。早期的显卡以及目前的中低端显卡都是按照预先设计好的供电方案，通过针脚上的几种输入电压来选择。按照下图所示的最新AGP 3.0标准，简单将几者相加就知道AGP接口所能提供的最高功率为46W。

但46W这只是理论上的极限值，实际AGP所能提供的最大功率远达不到，AGP3.0（AGP8X）标准当中对几路供电针脚最大输入电流的做了严格的定义，下面逐一进行介绍：

AGP接口各路输入详解：

Vddq为显卡的输入输出接口供电，电压1.5V，这也就是通常所说的AGP电压，也可以称之为AGP总线的供电电压。以超频为卖点的主板BIOS当中能够对AGP加压。不过要注意对Vddq加压或许能够提高显卡超频（或者提高AGP频率）之后工作的稳定性，但是AGP的总输入功率并没有变化，

因为功耗最大的显示芯片和显存并不是靠Vddq 供电。

3.3VAUX 是辅助电源，它的作用是让系统实现挂起模式，在显卡停止工作之时提供较小的电流让它能够迅速恢复工作状态。不仅仅是AGP ，PCI/PCIE 等接口都需要3.3VAUX 的支持。

剩下的VCC3.3、VCC5和VCC12就是显卡的主力供电接口，三路所能提供的最大电流分别为6A

、2A 和1A ，这其中+3.3V 是最主要的一路输入，+5V 和+12V 只是作为辅助，AGP 标准规定的最大输入功率并不是将这三者加起来的41.8W ，而是受实际条件的限制三路输入不能同时达到最大，总功率仅为25W 。

很显然25W 的功率捉襟见肘，别说现在的顶级显卡了，就连几年前的中高端产品都显得力不存心，因此为了加强AGP 接口的供电，AGP-PRO 接口诞生了。

AGP-PRO 接口，专为显卡供电设计：

AGP-PRO 接口相对于普通AGP 来说并没有实质上的改变，其设计目的非常单纯：就是为了给显卡提供额外的电能。另外AGP-PRO 标准还有些内容是对显卡散热所作的要求，这部分主要针对专业显卡来说，不在本文讨论范围之内。

如图所示，AGP-PRO 在原有AGP 插槽的两侧进行延伸，多余的金手指就是专门的辅助供电接口。可以看出AGP-PRO 插槽分为三段，中间的部分是标准的通用型AGP 插槽（相对于最普及的AGP8X 来

说，中间没有隔挡），而首尾两端分别提供+3.3V 和+12V 的辅助供电电压，以满足高功耗的显卡或者专业作图卡所需。所以说AGP-PRO 接口是用来增强，而不是取代原有AGP 插槽的功能。那么AGP-PRO 的供电能力有多强呢？

AGP 自身能够提供25W ，再加上AGP-PRO 加长部分+12V 提供的110W 和+3.3V 提供的25W ，理论上最高总功率可达160W ，不过AGP-PRO 标准规定了110W 的上限，超过这个上限是不允许的。

110W 的输入功率的确非常强悍，应付现在最强的6800U 都没有问题，但由于兼容性、厂商支持度等各种原因，AGP-PRO 接口在民用级市场并没有流行起来，相关显卡非常少见，仅有部分高端主板

上面才有“象征性”意义的AGP“长插槽”。当然AGP本身规格落后也是不争的事实，在AGP-PRO成熟之时下一代的PCIE接口已经在筹划之中，因此AGP-PRO没能得到显卡和主板厂商的大力支持。

据笔者了解，民用级显卡当中使用了AGP-PRO接口的寥寥无几，只有苹果似乎对AGP-PRO 接口情有独钟，目前的顶级显卡都有苹果版的产品面世，下图就是苹果版的6800U和X800XT，作为目前最高档的显卡，AGP-PRO接口出色的完成了自己的使命——无须外接电源：

AGP-P RO接口虽然没有普及，但是中高端显卡的供电还是丝毫不容懈怠。外接供电方式非常复杂，而且用户使用比较麻烦，但不存在兼容性问题，因此得到

了广泛的使用。

在笔者记忆中最早采用外接电源的显卡应该是ATI的R300（即Radeon 9700/9500系列），其实很早之前Voodoo 5500/6000显卡上就使用了外接电源的供电方式，当时芯片工艺较落后，双显示芯片显卡功耗很大，3dfx也是不得已而为之。

“软驱”辅助供电接口：

Radeon 9700显卡首次在显示芯片上集成了8条渲染管线，再加上256bit的显存，功耗很大，AGP接口的供电苍白无力，因此在显卡PCB上集成了一个外接供电接口。也可以说9700显卡是一个标志，此后所有的高端顶级显卡都需要外接电源辅助供电。

Radeon 9700显卡上的辅助供电接口和软驱的电源接口完全相同，因此只要将普通电源上多余的软驱输出接头插上就行了，兼容性方面做得比较好。但是大部分电源只有一个软驱供电接头，所以一般都随卡附送一根D型口转两个软驱接口的转接线，以供软驱和显卡同时使用。

软驱供电接口的优势就在于接头体积小，集成在显卡PCB上占地面积小。它能够提供+5V和+12V输出，对于9700/9500显卡来说，+5V输出的电流一般为2-3A，+12V不到1A，虽然总体功率并不算大，但外接电源也是必不可少的。如果在启动时没有在显卡上接好辅助供电接头，开机时屏幕上就会显示如下信息，提示不连上供电接头就无法启动。

迄今为止使用软驱辅助供电接口的显卡主要有：

Radeon 9700PRO/9700

Radeon 9500PRO/9500（64MB/128Bit、128MB/128Bit、128MB/256Bit）

少数特殊板型的9800SE

“光驱”辅助供电接口：